(57)【要約】【課題】本発明は、非晶質合金薄帯表面のすべり性を特定の範囲に規定することで磁気特性と占積率を改善した非晶質合金薄帯を提供するものである。【解決手段】単ロール法で製造された非晶質合金薄帯であって、薄帯表面のすべり性が下記式を満足することを特徴とする磁気特性および占積率に優れた非晶質合金薄帯。  ０．１≦Ｆ＝Ｐ／Ｍ≦１．０  ここで、Ｆはすべり摩擦係数、Ｐは３枚重ねの鋼板に上部から加重を付与した際に中間部の鋼板を引出す力、Ｍは鋼板上部からの加重（５kg）である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単ロール法で製造された非晶質合金薄帯であって、薄帯表面のすべり性が下記式を満足することを特徴とする磁気特性および占積率に優れた非晶質合金薄帯。
０．１≦Ｆ＝Ｐ／Ｍ≦１．０
ここで、Ｆはすべり摩擦係数、Ｐは３枚重ねの鋼板に上部から加重を付与した際に中間部の鋼板を引出す力、Ｍは鋼板上部からの加重（５kg）である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力用トランス、高周波用トランス等の鉄芯に用いられる磁気特性および占積率に優れた非晶質合金薄帯に関する。
【背景技術】
【０００２】
非晶質合金薄帯を電力用トランス、高周波用トランス等の鉄芯素材として用いる技術的課題としては、珪素鋼板を用いる場合に比較してトランス製造時の材料使用量、例えば鉄芯、銅線が多くなり、製造コストが高くなることが挙げられる。これは、非晶質合金薄帯の多くが、飽和磁化力が小さく、トランスでの設計磁束密度を低くせざるを得ないという理由によるもので、その結果として鉄芯断面積が大きくなるためである。
【０００３】
この非晶質合金薄帯は、回転する冷却ロール表面に溶融金属を長方形オリフィスから噴出させて急冷凝固させる単ロール法によって製造されることが最も一般的である。前記単ロール法による非晶質合金薄帯による製造方法で重要なことは、板厚の均一性と共に表面性状である。表面性状の優劣は単板での非晶質合金薄帯の磁気特性だけでなく、特に、電力用トランス等のコアのように非晶質薄帯を積層して用いる場合、コアの特性をも左右し、この表面性状が劣化した場合、占積率の低下によるコアの大型化や磁気特性の劣化による鉄損、騒音の増大等に繋がることとなる。そこで前記非晶質合金薄帯の表面性状について様々な提案がなされてきた。
【０００４】
例えば、特許文献１ではロール非接触面の表面粗さをＲｚで１．５μｍ以下としたアモルファス金属リボンが、また、特許文献２ではロール面のエアポケット幅を３５μｍ以下、長さ１５０μｍ以下、平均粗さをＲａで０．５μｍ以下として軟磁性特性を改善した軟磁性合金薄帯が提案されている。更に、特許文献３ではＦｅ−Ｓｉ−Ｂ系アモルファス合金薄帯のロール面側表面のエアポケットの占める面積率を２０％以下にして鉄損特性を改善したＦｅ基アモルファス合金が、また、特許文献４では炭酸ガス４０vol％以上を含む雰囲気内で鋳造し、かつロールとの接触面の中心線平均粗さＲａが０．７μｍ以下とした電力トランス鉄芯用のＦｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃ系の広幅非晶質合金薄帯が、更に特許文献５では低Ｂ含有Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系アモルファス合金で板厚１５〜２５μｍ、表面粗さＲａを０．８μｍ以下として磁気特性に優れた低Ｂアモルファス合金が提案されている。
【０００５】
しかしながら、これら特許文献で提案された技術は、何れも磁気特性向上の指針として非晶質合金薄帯の表面粗度或いはエアポケットの形状等、即ち、非晶質合金薄帯の局部的な物理的特性の観点に注目してなされたものであって、電力用トランス等のコアのように積層して用いる場合に、磁気特性、占積率、加工性等を左右する薄帯表面での特性、即ち、すべり性との観点から整理したものではない。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−７９０２号公報
【特許文献２】特開２０００−３２８２０６号公報
【特許文献３】特開２０００−５４０８９号公報
【特許文献４】特開平９−１４３６４０号公報
【特許文献５】特開平９−２６８３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、非晶質合金薄帯表面のすべり性を特定の範囲に規定することで磁気特性と占積率を改善した非晶質合金薄帯を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、単ロール法で製造された非晶質合金薄帯であって、薄帯表面のすべり性が下記式を満足することを特徴とする磁気特性および占積率に優れた非晶質合金薄帯。
０．１≦Ｆ＝Ｐ／Ｍ≦１．０
ここで、Ｆはすべり摩擦係数、Ｐは３枚重ねの鋼板に上部から加重を付与した際に中間部の鋼板を引出す力、Ｍは鋼板上部からの加重（５kg）である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、単板での非晶質合金薄帯の磁気特性、占積率だけでなく、電力用トランス等のコアのように非晶質薄帯を積層して用いる場合の磁気特性の劣化や占積率の低下が防止でき、コアの大型化や鉄損、騒音等を防止でき、非晶質合金薄帯の製造歩留まり向上のみならず、コア等の積層して用いる用途においても品質バラツキが減少する。また非晶質合金薄帯の表面性状をすべり摩擦係数（Ｆ）を求めるという簡単な手段で評価することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
非晶質合金薄帯のすべり性を制御するためには次のような方法がある。
１）冷却ロール仕上げ粗度を調整する。（これは、予め研磨紙の粗さと研磨後のロール表面粗度の関係を求めておき、鋳造前の冷却ロールを研磨により所望の粗度に調整する）。
２）鋳造中にオンラインにて冷却ロール研磨を行なって粗度を調整する。
３）鋳造ノズルと冷却ロール間の間隙を調整し非晶質合金薄帯に出来るエアポケット（単ロール法にて非晶質合金薄帯を製造する場合に溶融合金が冷却ロールで冷却される面に発生する空気による微細な凹み）の数、大きさを調整する（極大化するとすべり性は悪化する）
４）鋳造ノズルからの溶鋼の噴出圧力を調整する（噴出圧力を極小化するとすべり性は悪する）
５）冷却ロールの周速を調整する（冷却ロールの周速を極小化するとすべり性は悪化）
【００１１】
前記すべり性を判定するには、図１に示したように、定盤上に表面研磨を施した８０mm×１００mm口の挟み板１，２（通常の鋼板）の間に６０mm×６０mmの鋳造された非晶質合金薄帯サンプル３を挟み込んで載置し、挟み板１の上に５kgの重り４による荷重Ｍを付加し、上記サンプルを挟み板１，２の間から引き出す。その引き出しの際に、引き出し力Ｐをバネ秤５で測定して、すべり摩擦係数（Ｆ）を求める方法である。
【００１２】
本発明者らは非晶質薄帯が連続して鋳造できる非晶質薄帯を調査し、表面性状をすべり性の観点から評価したすべり摩擦係数（Ｆ）と磁気特性および占積率との関係を見出した。
図２および図３に示すように、磁気特性が良好な場合このすべり摩擦係数（Ｆ）は１に近く（図２には５０Hz、１．３Ｔ励磁時の鉄損（Ｗ１３／５０）とすべり摩擦係数の関係を示し、図３には磁場８００Ａ／ｍ下における磁束密度（Ｂ８）とすべり摩擦係数の関係を示す）、磁気特性が劣化するに従いすべり摩擦係数（Ｆ）も小さくなるが、更に劣化すると逆にＦが大きくなる。また、図４に示すように、占積率も磁気特性同様で占積率が良好な場合このすべり摩擦係数（Ｆ）は１に近く、占積率が低下するに従いすべり摩擦係数（Ｆ）も小さくなるが、更に低下すると逆にＦが大きくなる傾向を示す。
本発明者らが変圧器用途などへの適用に際し必要な磁気特性を検討した結果、鉄損はＷ１３／５０≦０．２Ｗ／kg、好ましくはＷ１３／５０≦０．１５Ｗ／kg、磁束密度はＢ８≧１．５Ｔ、好ましくはＢ８≧１．５２Ｔ、また占積率≧８０％を満足する必要があり、この特性を満足すべき非晶質薄帯を良好な非晶質薄帯の基準とした。
この薄帯特性を満足すべきすべり摩擦係数（Ｆ）の範囲として本発明者らは前記調査により０．１≦Ｆ≦１．０であり、さらに好ましくは０．１≦Ｆ≦０．８であることを見出したのである。
【００１３】
前述した磁気特性および占積率を満足するすべり性（すべり摩擦係数）を実現するための条件は過去の鋳造データ等を整理して決定しておき、鋳造前に設定しておくことが望ましい。即ち、鋳造された後に薄帯のすべり摩擦係数を本発明で規定した条件で測定し、目的とする値が得られるが、仮に目的とする値が得られない場合には、鋳造ノズルと冷却ロールとの間隙、鋳造温度、鋳造速度、雰囲気、噴出圧力等の条件の何れか、或いは組み合わせて設定条件の変更を行なえばよい。
【００１４】
例えば、製造前に８００番以上の研磨紙で冷却ロールの表面粗度をＲａ値で０．２μｍに仕上げた後、鋳造ノズルと冷却ロール間との間隙を２００μｍに設定し、１３２０℃の溶鋼を大気雰囲気中で０．０２４MPaの噴出圧力でノズルから鋳造速度２５ｍ／ｓで回転している冷却ロールに噴出させることですべり摩擦係数を前記値とすることができる。
【実施例】
【００１５】
次に、本発明の実施例について説明するが、本実施例の条件は本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明はこの一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
原子％でＦｅ：８０．５％、Ｂ：１５．２％、Ｓｉ：３．１％、Ｃ：１．１％、残部が不可避的不純物からなる鉄系合金を溶融しロール直径φ１１９８mm、幅２５０mm、肉厚１９mmの内部水冷方式銅合金製の冷却ロールに１７０mm×０．８５mmの矩形スリットを付与したセラミックスノズルを介して溶鋼を噴出させ幅１７０mmの非晶質薄帯を鋳造した。鋳造は大気雰囲気中で行い、溶鋼温度を１３２０℃、鋳造速度を２５ｍ／ｓ、溶鋼の噴出圧力を０．０２４MPaとし、非晶質薄帯鋳造前の冷却ロール仕上げ粗度のＲａ値及びノズルと冷却ロールとの間隙を変化させ、得られた非晶質薄帯のすべり摩擦係数を本発明で規定した条件で測定した。また、前記非晶質薄帯の磁気特性および占積率はすべり摩擦係数を測定した部分の隣の部分を測定した。磁気特性は、単板磁気測定装置を用い、薄帯を３６０℃で１時間、窒素雰囲気中で磁場焼鈍後、５０Hz、１．３Ｔ励磁時の鉄損（Ｗ１３／５０）、磁場８００Ａ／ｍ下における磁束密度（Ｂ８）を測定した。また占積率は、板幅０．１７ｍの薄帯を０．１２ｍ長さに２０枚切断し、重量Ｗ（kg）を測定後、上下左右を同じ方向として端部を揃えて重ね、幅方向に１０mm間隔でマイクロメーターにて厚みを測定し、測定した厚みの最大値Ｔ（ｍ）および薄帯の密度Ｄ（kg／cm3）から次式で求めた。占積率（％）＝Ｗ／（０．１７×０．１２×Ｔ×Ｄ）。
その結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
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本発明例のNo.１〜８ではすべり摩擦係数が本発明で規定した範囲内にあり、鉄損、磁束密度、占積率のいずれも基準値を満足しており、良好な特性を示していることが認められる。
一方、比較例のNo.９〜１２では本発明で規定したすべり摩擦係数の範囲を満たしていない例であるが、鉄損、磁束密度、占積率全てにおいて基準値を満足できていなかった。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明におけるすべり摩擦係数の測定装置の概略構成図。
【図２】鉄損とすべり摩擦係数の関係を示す図。
【図３】磁束密度とすべり摩擦係数の関係を示す図。
【図４】占積率とすべり摩擦係数の関係を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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